コピー2020.10.25スポンサーリンク本記事では「再生医療で重要な「再現性」を達成するために自動化ロボットが有用なのでは」について紹介した記事を読んで学んだことをアウトプットします。再生医療が注目を浴びて、十数年経ち、実際に製品となって人々が恩恵を受けることができるようになってきました。過去記事でも再生医療のここ10年間の変化をアウトプットしました。言ってもまだまだ課題が多いのも事実です。細胞やタンパク質という不安定な材料を用いて数多くの工程をこなし全く同じ性能を持つ製品を作るという課題を攻略する必要があります。思ったこととか考えたこととかスポンサーリンク細胞培養の大変さ再生医療の研究では細胞培養がほぼほぼ必須の実験になってきます。多くの作業をしなければいけません。これは実験ではなく、「実験のための準備」です。この多くの作業をこなしてからが実験の本番であることが多いです。この「実験の準備」でラボワークの7割を占めているという人もいるとのこと。いった課題を解決するために注目されているのが、「自動化技術」です。細胞培養を含めたライフサイエンスの実験の自動化は、2000年にはもう取り組みが始まっていたそうです。当時、そのロボットは自動車工場などで使用されている産業用ロボットを参考にしているそうです。この時のロボットは「one-job-one-robot」という、一つの工程を一つのロボットが担当するという主流の方式だったとのことです。著者はこのロボットを用いて、免疫沈降法によるタンパク質の同定を全自動化してみたそうです。結果は「破綻」したとのこと。全ての工程を合わせると20ステップぐらいある。「one-job-one-robot」方式だと単純に20種類のロボットを使うことになる。安全性を保つための生産現場作法として、「ロボット同士の衝突回避のためのスペース確保」「同時稼働しない」がある。ライフサイエンスの場合、同一条件で処理をしたもので比較する。ライン方式のロボットは、その処理以外のときは動いていない状態になる。実際に作ってみると、ライフサイエンスとこれまでの産業用ロボットをそのまま応用するのは難しいということがわかったそうです。ちなみに上記の取り組みは5年と数億円を費やしてできたものだそう。使える人しか使えないという、尖ったロボットができてしまったとのことです。これだけかけて失敗に終わった、、、というわけではないのがすごいところです。「再現性」と「品質」については確かな結果が得られたとのことです。自動化ロボットの価値の本質ってコストダウン?自動化ロボットの役割と聞くと多くの人は「大量生産によるコストダウン」ということを想像するかもしれません。ところが、ライフサイエンスにおいて自動化ロボットの価値は別のところにあるかもしれないとのことです。手動では、全く同定できなかったり、数回しか同定することができなかったそうです。一方で、ロボってでは、10回中、全て同定することができたとのこと!再現性が低い系での実験結果は本当に新しい発見か偽陽性かを判断することが難しいと言われています。論文として残す程度であれば、再現性が多少低くても、その現象が確かに起きていたことを証明すれば、成り立ちます。実際に応用するとなるとそうはいきません。ここで、「ロボットの再現性の高さ」という、人間に不可能なところができてしまうという価値が唯一無二なのではないか?とのことだそうです。失敗したと思っても、その中から価値を見出しているのすごいと思います。自分が数年数億円かけたもので失敗したと想定すると気が気じゃありません。ライフサイエンスに取り組めるロボットとは?先ほどまで、産業用ロボットを参考にしたロボットは、非常に良い「再現性」を示したが、実用的でないということでした。それを踏まえてライフサイエンスに取り組めるロボットとは何でしょうか?その答えが「ヒューマノイド」とのことです。ライフサイエンスでは、様々かつ複雑な作業に対応する必要があります。そこで、人の動きがコピーできる「ヒューマノイド」が鍵になるとのことです。まほろまほろというロボットが開発されています。TIVB)2本のアーム7つの関節を持つことで、人の動きを再現することができるロボットです。何より、これまで人が使ってきた周辺装置をそのまま使用することができるというのが非常に大きなメリットとのことです。まほろの性能PCRのばらつき毎日PCRをやっている研究員が行っても、だいたい20~30%のデータのばらつきがあるとのことです。ところがどっこい、「まほろ」が行うと4%以下になるそうです。iPS細胞の分化誘導iPS細胞から目的の細胞へ分化誘導する時に、プロの手法をまほろにインプットすると、なんと1回目のトライで分化誘導が成功したそうです。約3000通りの条件を絞り込み、トライすることで、100点の分化誘導方法を習得するに至ったとのことです。これはたったの2回目のトライだったというのがすごいですね。人がこれを習得するときは10年かかったとのことというので、こういう点でロボットはすごいと感じます。一度習得したものは数値化されているので、高い再現性が得られると考えられているそうです。再生医療を実現する時に、最適化されたプロトコルで安定した結果を出せる人を育てるのがとっても大変な課題であると言われています。熟練者にしかできないため、属人性が高いということが言えますね。そこが再生医療のボトルネックの一つとなっているそうです。これを最適化されたプロトコルを確実に実行できるロボットが解決してくれるのでは無いか?ということですね。言っても、細胞も生き物なので、毎回同じ設定で全てうまくいくとは限りません。その時に役に立つのが、「ロボット+機械学習」であるとのことです。機械学習を織り込んでフィードバックしながら調整することで、再現性をより高めることが期待されているそうです。ロボットは教育のコストが極端に低いので、製造スケールに合わせて調整することが人よりも簡単であるというメリットがあります。上記のような戦略で再生医療をより現実的なものにすることが期待されているとのことです。スポンサーリンク思ったこととか考えたこととか再生医療の分野では最近よく自動化とは言われているものの、ここまで考えて自動化ロボットについて考えて説明している記事は初めて読み、とても勉強になりました。著者の苦労話や考え方が非常に面白く書かれているので、興味がある人はぜひ本文を読んでみてほしいところです。挙げられていますが、本話題では大量生産よりも再現性の方が本質的だというように考えられていました。確かに、再生医療の場合、免疫拒絶の問題があるので患者によって、使用する細胞を選択しなければいけません。疾患の違いによって適用できる治療法も違います。このため、大量生産で同じものをたくさん作るよりも、再現性良く、患者に合わせた製品を再現性良く作る方が理にかなっていると考えられますね。本文で紹介した「まほろ」のiPS細胞の分化誘導については網膜の再生医療に取り組まれている高橋先生の研究についてでしたが、これについては実際に高橋先生の講演で聞いたことがありました。iPS細胞の分化誘導は同じ試薬を使ったとしても、人によってかなり結果が変わってしまうということがよく言われています。これはどうもピペッティングの速さだったり、作業時間でどれだけインキュベーターの外に出していたかなどの作業者の微妙な違いが関係しているとのことです。にわかには信じらませんが、「まほろ」で各作業者の操作方法をインプットすると本当にその人の結果が再現できるとのことで、かなり驚いた研究結果でした。言った結果を示される、バイオ系の研究の論文はなかなか再現性が取れないというのも頷けますね。いつか、ロボットで全てのプロトコルを数値化した状態で実験した研究結果しか論文として認められなくなる、なんて未来がきたりするかもしれませんね。ロボットやAIが発展すると、人の仕事がなくなるというのは昔も今も言われ続けています。AIの登場でその意見はさらに加速していると思います。このバイオ系の分野においては、職を失うということはあまり考えられないというのが私の意見です。その理由は、そもそも培養のプロフェッショナルはそんなに多くないといことです。本文でも述べたがプロフェッショナルを育成するのはとても大変ということ。再生医療を実現化するとなると、むしろ人手が足りていない状態であると言われています。ロボットで補う方がはやいということと、そもそも仕事が奪われる「人」自体少ないように感じます。現在いるプロフェッショナルの仕事が奪われるのか?多分そうはならないんじゃないかなと思います。ロボットは現状あくまで、人が考えたことを、人の代わりに実行するツールです。何が良いか、悪いかの基準は人が判断して決め、ロボットはそれを再現するための装置というのが今のところの位置付けではないでしょうか。機械学習も現状は人が提示した正解をインプットすることで、それに基づいて判断している状態だと自分は考えています。正解を決める人が必要ということです。これを決めることができるのはプロフェッショナルしかいません。いうことで、バイオ系の分野においては仕事を奪われるという心配は無いのではというのが私の意見です。プロフェッショナルが実験のための多大な準備という負担から解放されて、より研究の流れや実験データの解釈といった重要なことに取り組むリソースが増えるなど、メリットの方が大きいいのではないかとも思います。いった感じで、再生医療を実現するためには、ロボットの役割が非常に大きいなと感じる記事でした。あなたの1フォロー、1いいねが記事更新の励みになります。私は普段から研究生活でiPadを愛用していますが、学会にたくさん出るようになってから、さらにiPadが欠かせない存在になってきました。本記事では、研究者がiPadを使用すると学会総会で快適に過ごせたについてアウトプットします。本記事では、iPadなしでは研究できない体になってしまった研究者が、iPadの選び方について全身全霊をもって考察したこと【前編】に続く【後編】のアウトプットをします。communicator)」という記事を読んで学んだことをアウトプットします。論文メモフィブリノーゲン由来ハイドロゲルの硬さで心筋細胞の機能を制御する再生医療で人体の再構築ができるか?の答えを求めて、生体の組織を人工的に再構築する研究分野である組織工学についての論文を綴ります。わかりやすい紹介を心がけるので少しでもこの分野に興味を持ってもらえると嬉しいです。Memo研究者もブランディングで研究を認知してもらうための対策が大事かもしれないメモ「よいものは売れる」が通用しなくなってきたと言われるように、「よい研究だから評価される」も通用しないことが多いように感じる今日この頃です。いう、博士課程の学生を援助する制度があります。博士課程の皆さんや、これから博士課程に進学したいという方の悩みの多くである、+3年間の学費と生活費を解決する一つの手段を解説します。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。※サイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください。Memoろーか再生医療や創薬応用への研究に勤しむ研究者(工学博士Ph.D.)です。楽しく自由に大切にがモットー。研究、ガジェット、Pythonなど科学に役立つ情報・経験を本ブログでアウトプットしてます。博士といっても、世界は広く知らないことだらけなので、毎日が勉強の日々。あなたの1フォロー、1いいねが記事更新の励みになります。科学のメモ帳.ホーム検索トップサイドバータイトルとURLをコピーしました。